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Formulation and resolutions of the red sky paradox [Astronomy]
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America ( IF 9.4 ) Pub Date : 2021-06-29 , DOI: 10.1073/pnas.2026808118
David Kipping 1
Affiliation  

Most stars in the Universe are red dwarfs. They outnumber stars like our Sun by a factor of 5 and outlive them by another factor of 20 (population-weighted mean). When combined with recent observations uncovering an abundance of temperate, rocky planets around these diminutive stars, we are faced with an apparent logical contradiction—Why do we not see a red dwarf in our sky? To address this “red sky paradox,” we formulate a Bayesian probability function concerning the odds of finding oneself around an F/G/K-spectral type (Sun-like) star. If the development of intelligent life from prebiotic chemistry is a universally rapid and ensured process, the temporal advantage of red dwarfs dissolves, softening the red sky paradox, but exacerbating the classic Fermi paradox. Otherwise, we find that humanity appears to be a 1-in-100 outlier. While this could be random chance (resolution I), we outline three other nonmutually exclusive resolutions (II to IV) that broadly act as filters to attenuate the suitability of red dwarfs for complex life. Future observations may be able to provide support for some of these. Notably, if surveys reveal a paucity of temperate rocky planets around the smallest (and most numerous) red dwarfs, then this would support resolution II. As another example, if future characterization efforts were to find that red dwarf worlds have limited windows for complex life due to stellar evolution, this would support resolution III. Solving this paradox would reveal guidance for the targeting of future remote life sensing experiments and the limits of life in the cosmos.



中文翻译:

红色天空悖论的形成和解决[天文学]

宇宙中的大多数恒星都是红矮星。它们的数量比我们的太阳这样的恒星多 5 倍,寿命又多 20 倍(人口加权平均值)。结合最近在这些小恒星周围发现大量温带岩石行星的观测结果,我们面临着一个明显的逻辑矛盾——为什么我们在天空中看不到红矮星?为了解决这个“红色天空悖论”,我们制定了一个关于在 F/G/K 光谱型(类太阳)恒星周围找到自己的几率的贝叶斯概率函数。如果从益生元化学发展智能生命是一个普遍快速且有保障的过程,那么红矮星的时间优势就会消失,从而缓和红色天空悖论,但加剧了经典的费米悖论。否则,我们会发现人类似乎是 100 分之一的异常值。虽然这可能是随机的机会(决议 I),但我们概述了其他三个非互斥决议(II 到 IV),它们广泛地充当过滤器以减弱红矮星对复杂生命的适用性。未来的观察可能能够为其中一些提供支持。值得注意的是,如果调查显示在最小(也是数量最多的)红矮星周围几乎没有温带岩石行星,那么这将支持决议 II。再举一个例子,如果未来的表征工作是发现红矮星由于恒星演化而对复杂生命的窗口有限,这将支持决议 III。解决这个悖论将为未来远程生命传感实验的目标和宇宙中生命的极限提供指导。我们概述了其他三个非互斥的决议(II 到 IV),它们广泛地充当过滤器以减弱红矮星对复杂生命的适用性。未来的观察可能能够为其中一些提供支持。值得注意的是,如果调查显示在最小(也是数量最多的)红矮星周围几乎没有温带岩石行星,那么这将支持决议 II。再举一个例子,如果未来的表征工作是发现红矮星由于恒星演化而对复杂生命的窗口有限,这将支持决议 III。解决这个悖论将为未来远程生命传感实验的目标和宇宙中生命的极限提供指导。我们概述了其他三个非互斥的决议(II 到 IV),它们广泛地充当过滤器以减弱红矮星对复杂生命的适用性。未来的观察可能能够为其中一些提供支持。值得注意的是,如果调查显示在最小(也是数量最多的)红矮星周围几乎没有温带岩石行星,那么这将支持决议 II。再举一个例子,如果未来的表征工作是发现红矮星由于恒星演化而对复杂生命的窗口有限,这将支持决议 III。解决这个悖论将为未来远程生命传感实验的目标和宇宙中生命的极限提供指导。未来的观察可能能够为其中一些提供支持。值得注意的是,如果调查显示在最小(也是数量最多的)红矮星周围几乎没有温带岩石行星,那么这将支持决议 II。再举一个例子,如果未来的表征工作是发现红矮星由于恒星演化而对复杂生命的窗口有限,这将支持决议 III。解决这个悖论将为未来远程生命传感实验的目标和宇宙中生命的极限提供指导。未来的观察可能能够为其中一些提供支持。值得注意的是,如果调查显示在最小(也是数量最多的)红矮星周围几乎没有温带岩石行星,那么这将支持决议 II。再举一个例子,如果未来的表征工作是发现红矮星由于恒星演化而对复杂生命的窗口有限,这将支持决议 III。解决这个悖论将为未来远程生命传感实验的目标和宇宙中生命的极限提供指导。如果未来的表征工作发现红矮星由于恒星演化而对复杂生命的窗口有限,这将支持决议 III。解决这个悖论将为未来远程生命传感实验的目标和宇宙中生命的极限提供指导。如果未来的表征工作发现红矮星由于恒星演化而对复杂生命的窗口有限,这将支持决议 III。解决这个悖论将为未来远程生命传感实验的目标和宇宙中生命的极限提供指导。

更新日期:2021-06-22
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